基于奇异值分解的数字波前拟合算法

提出了基于奇异值分解、采用泽尼克多项式拟合干涉波前的算法,该算法直接从线性方程组入手,对矩阵进行奇异值分解分解,在求解逆矩阵的过程中,采用阈值法对奇异值的倒数进行非常规的置换(∞→0),可直接得到系数向量。理论分析和实验证明,相对于传统的格拉姆施密特正交法,该算法可首先通过求解条件数判断线性方程矩阵是否奇异,对于解决病态方程组或奇异矩阵的最小二乘问题,有很好的稳定性,避免了由最小二乘构造的法方程组出现病态而引入的计算误差,且易于编程。     

基于Sagnac/双Mach-Zehnder原理的分布式光纤传感系统的偏振态分析

运用琼斯矩阵分析法,建立了该分布式传感器系统在传感光纤双折射和外部事件共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数影响的数学模型.仿真分析了在传感光纤线性双折射和圆双折射共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数的影响,并提出了利用偏振控制器对输入偏振态进行控制,从而改善干涉信号输出的方法.     

FED显示驱动电路结构及其场发射特性分析

从场发射的基本原理出发,分析了影响场发射电流的内外因素。阴极表面强电场是产 生发射电流的必要条件,但像素的不均匀性和场发射特性的非线性导致无法产生精确的发射电流,由此带来了亮度调节的可控性差;阴极驱动电路作为发射电流回路的一部分,其电路结构直接影响发射电流的控制特性,分析表明电流驱动模式能对阳极束电流进行精确控制,是实现FED亮度控制的理想驱动方式。     

固体激光器的四能级系统密度矩阵元的演化特性

固体激光器是一个四能级系统。本文基于量子力学和Kraus算子理论,针对能级间存在跃迁的情况,利用约化密度矩阵方法,得到四能级系统密度矩阵元的演化特性。结果表明:当粒子的跃迁概率满足一定条件时,能在第二激发态与第一激发态之间形成粒子数反转,为产生激光作准备;当粒子以大概率从第二激发态辐射到第一激发态和从第一激发态辐射到基态时,产生激光。     

光固化成形系统激光光斑光强分布检测方法研究

激光束的模式及光强分布对光固化成形制件质量的影响很大。本文采用针孔矩阵扫描方法。检测激光束投射在工作平面上的光斑,并经过数据处理获得光斑的二维和三维的光斑分布图像。该方法获得的数据既可对光斑进行定量分析也可用于定性分析。     

稳定分层湍流中逆梯度输运的关联分析研究

本文采用关联分析方法研究了稳定温度分层湍流中的结构特性、输运特性,以及热量、动量逆梯度输运现象的尺度效应及其参数演化．首先采用大涡模拟方法对稳定分层湍流中的结构特性和输运特性进行了分析,将逆梯度输运发生的时间尺度作为已知条件,结合关联量分析方法在波数空间中的解析解,对逆梯度输运现象的尺度效应进行了分析研究．结果发现,稳定分层强度较大的流动中发生垂向热量及动量逆梯度输运现象,发生的结构尺度与关联分析所发现垂向热量、动量逆梯度输运的波数形成了呼应．随着分层强度增加,热量、动量的输运强度均受抑制,与逆梯度输运关联的流场结构尺度减小,同样的效应也发生在流场结构向下游演化的过程中．     

Numerical study of unsteady flow and heat transfer of circular tangential direction jets flowing over the inner cylinder surface in the annular chamber

In order to understand the dynamics of vortices on heat transfer, the unsteady flow field of tangential direction jets flowing in the annular chamber is numerically investigated by scale-adaptive simulation (SAS). The jet Reynolds number is 332,000 based on the jet’s diameter and inflow velocity for a specific geometric model. The analogy theory is used to obtain the convective heat transfer coefficient distribution on the hub surface. Spectral analysis via fast Fourier transform (FFT) is used to analyze frequency information that flows inside the chamber. The proper orthogonal decomposition (POD) method is performed on the velocity field in the chamber and the convective heat transfer coefficient on the hub surface using a snapshot method. The fast Fourier transform helps find the dominant frequency of the unsteady flow in the chamber. The time sequence of velocity fields on the radial plane shows the presence of cyclic flapping of the jet. The proper orthogonal decomposition analysis indicates that the unsteady periodic flow phenomenon in the chamber and unsteady heat transfer on the hub surface are mainly related to the dynamics of the counter-rotating vortices caused by the jet.     

基于特征正交分解的一类瞬态非线性热传导问题的新型快速分析方法

提出了一种基于特征正交分解(POD)和有限元法的瞬态非线性热传导问题的模型降阶快速分析方法, 建立了导热系数随温度变化的一类瞬态非线性热传导问题有限元格式的POD降阶模型. 在隐式时间推进方法的基础上有效结合单元预转换方法和多级线性化方法发展了一种加速求解瞬态非线性热传导降阶模型的新型计算方法,并通过二维和三维算例验证了该方法的准确性和高效性. 研究结果表明: (1)降阶模型解的均方根误差在经过初始时段轻微的脉动后稳定于0.01%以下, 而其计算效率比有限元全阶模型提高2$\sim $3个数量级, 并且自由度数量(DOFs)愈大提高的幅度也愈加显著; (2)新型算法解决了常规算法在计算非线性降阶模型时加速性能差的问题, 即使是在DOFs比较小的时候也能够明显提高计算效率; (3)常数边界条件下得到的POD模态可以用来建立相同求解域在各种复杂时变边界条件下的瞬态非线性热传导降阶模型, 并对其传热过程和温度场进行快速准确的分析与预测, 具有很好的工程应用价值.      

Disentangling stochastic signals superposed on short localized oscillations

We introduce a procedure for separating periodic oscillations superposed on a stochastic signal. The procedure combines empirical mode decomposition (EMD) of a signal with tools of data analysis based on stochastic differential equations, namely nonlinear Langevin equations. Taking the set of modes retrieved from the EMD of the signal, our procedure is able to separate them into two groups, one composing the periodic signal and another composing the stochastic signal. The framework is robust for a broad family of localized oscillations, in the range of large frequencies. In particular, we show that, in this context, the EMD method outperforms a low-pass filter and is robust for a wide interval of different frequency ranges and amplitudes of the periodic oscillation, as well as for a broad family of different non-linear Langevin processes.